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专利号: 2020100573418
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本电气元件
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种高温原位热处理回收废弃三元锂离子电池中有价成分的方法,其特征在于:包括以下步骤:(1)将选取的废弃三元锂离子电池进行放电,手工拆解,得到正负电极片;

(2)利用万能粉碎机将正负电极片进行多次破碎、筛分,获得正负电极材料粉末混合物;

(3)将获得的正负极电极材料粉末混合物放入真空管式炉中无氧高温原位热处理,在温度为550-650℃保持100-1400min条件下,通入氮气进行无氧热处理,使正负电极材料粉末混合物中的镍和钴被还原至单质形态,锰被还原为低价氧化物一氧化锰;

(4)将无氧热处理后的物料进行水浸处理,过滤后滤液蒸发结晶得到碳酸锂产品;

(5)将水浸处理过的滤物烘干,进行磁选分离,先采用高磁通量的磁选机分离铁磁性镍钴混合物,与逆磁性石墨和无磁性一氧化锰混合物,然后选用低磁通量的磁选机分离回收镍、钴产品;

(6)采用重选方法对逆磁性的石墨和无磁性的一氧化锰混合物进行分离,基于两者的密度差异,重选采用有机溶液在离心力场中实现分离,分离出石墨产品和一氧化锰产品。

2.根据权利要求1所述的高温原位热处理回收废弃三元锂离子电池中有价成分的方法,其特征在于:步骤(1)中所述选取的三元锂离子电池的放电过程为将电池浸泡在5%NaCl溶液中24h后晾干。

3.根据权利要求1所述的高温原位热处理回收废弃三元锂离子电池中有价成分的方法,其特征在于:步骤(2)中所述对电极片进行多次破碎的时间为10s/次,每破碎一次筛分一次,筛分的筛孔孔径为0.075mm。

4.根据权利要求1或3所述的高温原位热处理回收废弃三元锂离子电池中有价成分的方法,其特征在于:步骤(2)中所述对电极片进行多次破碎为2-4次。

5.根据权利要求1所述的高温原位热处理回收废弃三元锂离子电池中有价成分的方法,其特征在于:步骤(3)中所述在真空管式炉中对正负电极混合材料粉末混合物进行高温原位热处理时通入氮气的流速为200ml/min,升温速率为10℃/min,真空管式炉热处理温度为600℃,温度的保持时间为120min。

6.根据权利要求1所述的高温原位热处理回收废弃三元锂离子电池中有价成分的方法,其特征在于:步骤(4)中所述水浸处理的条件:浸出温度30℃、搅拌转速300rpm、液固比

30ml·g-1,碳酸锂产品的蒸发结晶温度为100℃。

7.根据权利要求1所述的高温原位热处理回收废弃三元锂离子电池中有价成分的方法,其特征在于:步骤(5)中所述磁选分离使用的高磁通量磁选机的磁通量为12000Gs,低磁通量磁选机的磁通量为6000Gs。

8.根据权利要求1所述的高温原位热处理回收废弃三元锂离子电池中有价成分的方法,其特征在于:步骤(6)中所述的重选所用有机溶液为密度为2.5g.cm-3的四氯化碳与三溴甲烷的混合液体。